电力设备红外温度在线监测装置的设计.pdf
《电力设备红外温度在线监测装置的设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力设备红外温度在线监测装置的设计.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 自动化与仪器仪表2 0 l 2年第 5期 ( 总第 1 6 3期 ) 电力设备红外温度在线监测装置的设计 谢建容 , 陈庆祺 , 邝红樱 , 段守胜 , 王磊 , 黄岷江 ( 1 东莞供电局试验研究所 东莞, 5 2 3 1 2 0 ) ( z 国网电力科学研究院武汉 南瑞有限责任公 司 武汉 , 4 3 0 O 7 4 ) 摘 要:目前随着变 电设备在线监测技术的推广, 红外温度在线监测 必将 广泛应用于 电力设备状态检修。 本 文提出基于F P G A S 0 P C的电力设备红外温度在线监测装置的设计, 内置NI O S软核, 实现红外机芯组件驱动 、 采集 控制 、 数据处理传输均在
2、F P G A中进行 , 减少 了装置的复杂度 , 提高 了稳 定性 , 实现红外温度数据实时采集 , 易于 及 时发现存在过热性缺 陷的设备, 提高 了电力设备的可维护性 。 关键词: F P G A ;红外;图像; 采集 Ab s t r a c t : At p r e s e n t , wi t ht h e r n o mo t i o no f s u bs t a t i o ne q u i p me n t o n - l i n emo n i t o r i n gt e c h n o l o g i e s , t h eo n - l i n ei n f l a
3、 r e dt e mper a t u r e mo nit o r i n gwi l l b ewi d e l yu s e di nthe e q u i p me n t c o n d i t i o n b a s e dma i n t e n a n c e Th i s p a p e r p r e s e n t sthede s i g no fa no n 1 i n ei n f r a r e d temper a t u r emo nit o r i n gdev i c eb a s e dO n F 1 S OP C andNI OS I n f r
4、a r e d d r i v e n c o mp o n e n t , d a t aa c q u i s i ti o n c o n t r o l co mpo n e n L da ta p r o c e s s i n gandtr a n s mi s s i o nco mpo n e n t a ll B i nin theF P GA, S Oi t C an r e d u ce thecomp l e x i t yo f thede v i ce t oi mp r o v ethe s t a b i l i t y Th e d e v i c e C a
5、n g e t t h e r e a l - t i mei n f r a r e dtemp e r a t u r edata, d e t e c tthe o v e r h e a t i n g d e f e c t s o fp o we r e q u i p me n t sin ti me , andi mp r o v et h e e f fic i e n c y o f the eq uip me n t ma i n t e n a n ce Ke ywo r d s : F P GA: h l m : I ma g e: Ac q u i s i ti o
6、 n 中图分类号:T P 9 1 1 7 3 文献标识码:A 文章编号:1 O 0 1 - 9 2 2 7 ( 2 0 1 2 ) 0 5 - 0 0 5 5 - 0 3 0 引 言 目前,红外温度检测作为变 电站常规 的设备带电检测 手段之一 已经广泛地应用于电力设备状态检修工作 中。 现 在 比较常用 的是采用手 持式热像仪定期对 电力设备进行 人工巡检 , 此 为间断性检测 , 周期长 , 不能对温度故障 实 时监控, 特别对突发性故障不能有效检测 。 本文提 出基 于F P G A S 0 P C的电力设备红外温度在线监测装置的设计, 内置N i 0 S软核, 实现红外机芯组件驱动、
7、采集控制、 数据 处理传输均在F P G A中进行 , 减少 了装置的复杂度, 提高了 稳定性。 装置采用基于 T C P I P 协议的网络数据通信, 实现 电力设备红外温度数据实时采集 , 易于及时发现存在过热 性缺 陷的设备, 提高 了电力 设备 的可维护性 。 1 系统总体设计 图1 系统总体设计框图 收稿 日期: 2 0 1 2 0 5 1 9 如图 1所示 , 装置 以FP GA作为核心处理器,内部嵌入 Ni 0 S I I 嵌入式处理器, 通过R S 4 8 5串行通讯可以设置装置 M A C 、 I P 地址、 非均匀性图像校正参数等, 并将参数值存储 串行f l a s h
8、中, 从而可以在串行f 1 a s h 中读取装置配置参数 信息和用于图像校正的参数进行系统初始化, 然后控制红 外探测器机 芯组件进行采集红外温度数据, 并将其存储到 S D R A M中, 并且控制网络芯片进行红外温 度数据传输 。 2 系统硬件设计 2 1 主控 F P G A 电路 设计 本装置选用C y c 1 o n e I I 系列的E P 2 C 8 Q 2 0 8作为主控 F P G A芯片。 它具有8 2 5 6 个L E( 逻辑单元) 、 3 6个M 4 K R A M b l o c k s , 同时具有 1 6 5 , 8 8 8 b i t 的R A M , 支持
9、1 8 个E m b e d d e d m u l t i p e r s 和2 个P L L 锁相环, 资源配备十分丰富 。 图2 E P 2 C 8 Q 2 0 8 功能模块图 如 图2 所示, F P G A 的工作时钟采用 5 0 M H z 有源晶振, 接 至芯片的全局时钟引脚 。 在芯片内部, 通过P L L锁相环倍 55 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 电力设备红外温度在线监测装置的设计 谢建容, 等 频、 分频处理后使用, 产生对 S D R A M的地址和读写控制信 号及 S 0 P C系统时钟信号。 机芯组件驱动模块不断检测红 外机芯组件M
10、 C 主时钟、 V S y n c ( 帧同步信号) 及H S y n c ( 行同 步信号 ) , 将机芯组件 1 6 b i t并行 图像红外温度 数据 ( D O n 1 5 ) 按地址顺序 自动存储到S D R A M 中, 当一帧图 像采集存储完毕时, 产生帧采集完毕中断信号给 S 0 P C , 然 后S O P C 从S D R A M 中将一帧图像的像素数据取出处理, 最后 通过D M 9 O 0 0 A E网络芯片传输给站方P C 机 。 2 2 机芯组件接 口设计 本装置选用北京广微积 电科技有限公司G W 3 8 4 A红外 机芯组件作为红外温度探测器 。 它采用 3 8
11、 42 8 8 像素的 非制冷焦平面探测器, 光谱响应范围为 8 1 4 Ia m , 热灵敏度 l O O m K , 温度分辨率高达0 0 8 C, 图像帧频高达 5 0 帧 秒, 内置温度控制器 ( T E C) 。 其2 6 位针脚数字接 口定义如图3 所示 , 包括M C 主时钟、 V S y n c ( 帧同步信号) 、 H S y n c ( 行同步 信号) 及 1 6 位并行图像红外温度数据 ( D O D 1 5 ) , 实际 上只有前 1 4 位有效 。 G W 3 8 4 A 红外机芯组件采样驱动时序如 图4 , M C 主时钟为7 3 7 5 M H z , 每帧图像周
12、期为2 0 m s , 行周期 为6 4 u S , V S y n c( 帧同步信号) 在读取像素数据时需保持为 低, 在每个帧的结尾将变为高, 高状态持续约2 0 0 u S , 保证 足够的时间来重置数据的下一个帧。 H S Y n c( 行同步信号) 在读取像素数据时先置低 4 7 u S , 同时等待6 5 u S 后开始读 取每行 第一个数据值 。 CoN1 2 6 2 4 : 3 2 2I 2 0 1 9 l 8 I 7 l 6 l 5 1 4 l 3 1 【 l 1 0 8 7 6 S 4 3 2 1 图3 数字接口定义图 图4 红外机芯组件采样驱动时序图 2 3网络 通讯接
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力设备 红外 温度 在线 监测 装置 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【fa****a】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【fa****a】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。